全 文 ：凤尾蕨科植物蜈蚣草的组织培养
罗利琼1，张 军1，罗 旭1，杨 兵2*
(1．广东药学院生命科学与生物制药学院，广东广州 510006;2．环境保护部华南环境科学研究所，广东广州 510655)
摘要 ［目的］对凤尾蕨科植物蜈蚣草的组织培养方法进行研究。［方法］以野外采集的叶芽为外植体，以 1 /2 MS + 3%蔗糖 + 0． 7%琼
脂为基本培养基，通过激素配比试验，筛选蜈蚣草愈伤组织诱导和继代培养的培养基配方。［结果］从外植体诱导出愈伤组织最佳培养
基配方为 1 /2 MS +3%蔗糖 + 0． 7%琼脂 +0． 5 g /L PVP +0． 1 mg /L KT +0． 5 mg /L 2，4-D;从愈伤组织诱导出 GGB和从 GGB诱导出幼
苗最佳培养基配方为 1 /2MS +3%蔗糖 +0． 7%琼脂 + 0． 5 g /L PVP + 1． 0 mg /L KT + 0． 01 mg /L 2，4-D;另外，使用 1 /2 MS + 3%蔗糖 +
0． 7%琼脂 +0． 5 g /L PVP +0． 5 mg /L 2，4-D做继代培养可以使愈伤组织持续增殖。［结论］研究直接使用野外材料组织培养，简化了试
验步骤，是一种方便快速的蜈蚣草组培方法。
关键词 分化;植物激素;组织培养技术;蜈蚣草
中图分类号 Q949． 36 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2011)29 －17802 －02
Research on Tissue Culture of Pteris vittata L．
LUO Li-qiong et al ((Bioscience and Biopharmaceutical College，Guangdong Pharmaceutical College，Guangzhou，Guangdong 510006)
Abstract ［Objective］The aim was to study the tissue culture of Pteris vittata L． which was a species of fern belonging to the genus Pteris．
［Method］The collected leaf bud was used as explants，and the 1 /2 MS + 3% sucrose + 0． 7% agar was used as the basic medium，the phyto-
hormone ratio testing was used to screen the medium formula for callus induction and subculture of P． vittata． ［Result］The best medium for-
mula for the callus induced from explants was:1 /2 MS + 3% sucrose + 0． 7% agar + 0． 5 g /L PVP + 0． 1 mg /L KT + 0． 5 mg /L 2，4-D;the
best medium formula for the GGB induced from callus and the seedlings induced from GGB was:1 /2MS + 3% sucrose + 0． 7% agar + 0． 5 g /L
PVP + 1． 0 mg /L KT + 0． 01 mg /L 2，4-D;in addition，the use of 1 /2 MS + 3% sucrose + 0． 7% agar + 0． 5 g /L PVP + 0． 5 mg /L 2，4-D for
the subculture could make the continued proliferation of callus． ［Conclusion］The direct use of field material for tissue culture had simplified
the test procedure，thus being a rapid tissue culture method for P． vittata．
Key words Differentiation;Phytohormone;Plant tissue culture;Pteris vittata L．
基金项目 国家自然科学基金青年项目(NO． 30900158)资助;广东药学
院内科研基金项目(43553006)资助。
作者简介 罗利琼(1974 － ) ，女，广东兴宁人，实验师，从事生物技术相
关试验研究，E-mail:llq － 200010@ 163． com。* 通讯作者，
助理研究员，博士，从事污染生态学研究，E-mail:andyang@
tom． com。
收稿日期 2011-06-27
蜈蚣草(Pteris vittata L．)是古老的多年生草本蕨类植
物，它既无花也无种子，采用无性孢子生殖［1］。这种具有能
够吸收砷的特性，在净化砷污染土地中具有广阔的应用前
景［2 －3］。砷是一种有毒的类金属元素，砷及其化合物广泛存
在于自然界，并被人类开发利用于农药、除草剂、杀虫剂与许
多合金中。人体中也含有适量的砷，但若砷的摄入过量，也
会导致砷中毒。随着砷在工业上的应用越来越广泛，砷污染
也变成一个不容忽视的严重问题。种苗快速繁殖是植物组
织培养技术上应用最广泛和最有效的一个方面，其最大优点
就是快速，而且材料来源单一，遗传背景单一，不会导致性状
的变化。离体快速繁殖比常规方法快数万倍至百万倍［4］。
现有的凤尾蕨组培文献，多用孢子形成配子体，再用配子体
诱导愈伤组织，但此方法步骤繁琐，不易操作，故该试验直接
使用野外采集的蜈蚣草羽状复叶叶芽，简化了步骤，是一种
方便快速的组培方法。
1 材料与方法
1． 1 主要试剂 使用到的试剂主要有:MS培养基，6-KT(6-
糠氨基嘌呤) ，2 4-D(2，4-二氯苯氧乙酸) ，PVP(聚乙烯吡咯
烷酮) ;0． 1%HgCl2、75%酒精和 8% ～10%次氯酸钙。6-KT和
2，4-D均配成 1 g /L的母液备用，PVP制成 50 g /L母液备用。
1． 2 供试材料 野外直接采集蜈蚣草植株尚未展开的叶芽
尖，长度约 3 ～6 cm。用镊子小心去除去上面的绒毛，避免损
伤到其表皮，卷曲部分使用棉签清洁，然后用自来水冲洗 3 h
以上。将洗净的芽尖先用 75%的酒精浸泡 10 s，然后浸泡于
10%的次氯酸钙溶液中，置于摇床上振荡 10 min以上。消毒
后用无菌水清洗 6次以上，待用。清洗操作及以下步骤均在
无菌室内进行。将解剖盘、镊子及手术刀片灼烧消毒，待其
降温使用。将消毒好的外植体从中间纵向剖开，取顶部弯曲
部分，切成约 2 ～3 mm长的小片，用镊子轻轻将伤口面贴住
培养基放置，重新封口后进行避光培养。
1． 3 培养条件 愈伤组织诱导以 MS［5］培养基为基本培养
基，试验使用培养基配方为 1 /2MS培养基 +3%蔗糖 + 7%琼
脂 + PVP 0． 5 g /L + KT 0． 1 mg /L +2，4-D 0． 5 mg /L。配置好
后，用 NaOH和 HCl将 pH值调整到 5． 8 ～6． 0 之间。高温高
压消毒。培养温度为 18 ～25 ℃，避光培养。
2 结果与分析
2． 1 接种及诱导愈伤 为抑制褐化，常用的方法是在基本
培养基中加入 PVP。在 1 /2 MS基本培养基中加入 PVP 0． 5
g /L可有效抑制褐化。在此基础上添加激素，KT浓度范围为
0． 1 ～0． 5 mg /L，2，4-D范围为 0． 2 ～ 4. 0 mg /L。结果表明当
KT浓度小于 2，4-D时均可产生愈伤组织。最好的激素组合
是6-KT 0． 1 mg /L +2，4-D 0． 5 mg /L，仅需20 d就能诱导出愈
伤组织，诱导率平均为 90%，而且诱导出的愈伤组织呈不规
则酥松细胞团，从外植体四周长出，在外植体表面形成约 2
mm厚度的一层，颜色翠绿，生长迅速，基本不会出现褐化的
状况，易于剥离和转移(图 1)。
2． 2 愈伤组织增殖 原代愈伤组织切成边长约 2 mm的小
块接入 1 /2 MS + 0． 5 g /L PVP 培养基，激素使用 0． 5 mg /L
2，4-D，90%以上愈伤能成功增殖，且生长迅速，1周内体积增
长一倍(图 2)。
2． 3 愈伤组织分化为 GGB(绿色球状体) 将愈伤组织切
责任编辑 朱琼琼 责任校对 傅真治安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2011，39(29):17802 － 17803，17864
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.29.198
图1 3周后，1 /2 MS +0． 5 g /L PVP +0． 1 mg /L KT +0． 5 mg /L
2，4-D培养基诱导的愈伤组织
Fig． 1 Callus induced from frond bud on 1 /2 MS + 0． 5 g /L
PVP +0． 1 mg /L KT +0． 5 mg /L 2，4-D for three weeks
图 2 继代的愈伤组织
Fig． 2 Callus for subculture
成 小片后接种到1 / 2MS + 0 ． 5 g / LPVP + 1 ． 0mg / LKT +
0. 01 mg /L 2，4-D上，1周后，从其表面自发形成规则圆形细
胞团，且颜色黄绿至深绿色，其增殖过程中持续产生绿色小
球体(图 3)。
图 3 1周后，1 /2 MS培养基 +0． 5 g /L PVP + 1． 0 mg /L KT +
0. 01 mg /L 2，4-D培养基诱导的 GGB
Fig． 3 GGB induced from callus on 1 /2 MS +0． 5 g /L PVP +1
mg /L KT +0． 01 mg /L 2，4-D for 7 d
2． 4 GGB增殖 在从 GGB诱导分化成幼苗的时候若一直
避光培养，则会使分化出的不定芽再次脱分化为 GGB，用此
方法可使 GGB无限增殖。
2． 5 GGB分化为幼苗 将成团的 GGB 切成直径约 2 mm
的小团接种到 1 /2 MS培养基 + PVP 0． 5 g /L + KT 1． 0 mg /L
+ 2，4-D 0． 01 mg /L的培养基上，避光培养7 d后，分化出约5
mm的芽状物。然后放于约 3 000 lx 的光照下培养 2 ～ 3 d
后，芽状物即可展开成叶片状。继续在光下培养约 30 d后，
即可长成株高约 5 cm的幼苗(图 4)。
注:a． 5周后，对芽的诱导;b、c． 9周后长成幼苗。
Note:a． Multiple shoots induced from GGB after 5 weeks;b，c． Seedlings grown after 9 weeks．
图 4 GGB分化成幼苗过程
Fig． 4 Differentiation process of GGB to seedlings
2． 6 炼苗 取出成团的不定芽，洗净根上的琼脂，将不定芽
分开，不定芽可以分开成数十个幼苗。在土壤中种入幼苗，
并用保鲜膜覆盖，避免水分流失，置于日光下煅苗。成活率
达 95%。经过 7 d种植，幼苗生长状况良好。此时即可植入
大田备用或直接应用于目的地(图 5)。
3 结论与讨论
蜈蚣草在砷污染土壤或水体的治理中有巨大的应用前
景。由于其为裸子植物，在自然界中发芽率较低，而且竞争
力较弱，仅靠传统的孢子繁殖要获得大量的种苗耗时长。利
用植物组织培养来快速繁殖种苗，能够很好地解决这个问
题。外植体材料和植物激素的选择则是影响植物组织培养
的关键因素，不同的激素水平会调控植物分化和去分化的
过程［6］。
图 5 再生苗成功移植到土壤中
Fig． 5 Regenerated plant in the soil
该试验中使用幼嫩的叶芽作为外植体，并且在培养基中
添加 0． 5 g /L PVP，很好地解决了外植体褐化的问题。笔者
也尝试使用蜈蚣草的幼嫩叶片作为外植体，在相同的条件下
(下转第 17864页)
3087139 卷 29 期 罗利琼等 凤尾蕨科植物蜈蚣草的组织培养
由表 1可知，从陕西延安紫藤花挥发油中已鉴定出的成
分主要包括醇类、烯类、酯类、烷类和酮类等 38 种化合物。
其中醇类化合物的含量占所鉴定成分含量的 35． 57%，烯类
占到 19． 91%，酯类占 19． 73%，烷类占 11． 11%，酮类占
7. 94%。另外，在鉴定的 38种化合物中，含量较多的成分有
(9Z)-1，1-二甲氧基-9-十八烯、苯乙醇、2-(3-甲基)－环氧乙
基甲醇、10-甲基十九烷、棕榈酸甲酯、苯甲酸-2-苯乙酯、6，
10，14-三甲基-2-十五烷酮、沉香醇和 3-烯丙基-2-甲氧基苯
酚等。
3 结论与讨论
(1)李兆琳等［8］测定了甘肃兰州紫藤花挥发油中醇类占
所鉴定成分含量的 10． 09%，酮类占 3． 78%，醛类占 2． 10%，
酯类占 19． 74%，酚类占 0． 75%，饱和烷烃类占 9． 98%等［8］。
陕西延安产紫藤花挥发油中与甘肃兰州产紫藤花挥发油的
成分相比，含量较大的成分均有十六酸甲酯、2，3-二氢苯并
呋喃、苯乙醇、橙花醇、异丁香酚甲醚等。但陕西延安产紫藤
花挥发油里面有兰州产紫藤花挥发油未检验出的(9Z)-1，1-
二甲氧基-9-十八烯、10-甲基十九烷、棕榈酸甲酯、苯甲酸-2-
苯乙酯、6，10，14-三甲基-2-十五烷酮、沉香醇、3-烯丙基-2-甲
氧基苯酚等化学成分，其中棕榈酸甲酯可应用于植物杀螨剂
及某种杀螨乳油中［9］，沉香醇一度是薰衣草香精的主要成
分［10］。李峰等对山东曲阜的紫藤花挥发油进行了研究，鉴
定出其主要成分龙涎香精内酯占 18． 211%，α-松油醇占
10. 578%，7，8-二羟基香豆素占 7． 884%，2，3-二氢 －苯丙呋
喃占 7． 401%，吲哚占 6． 872%［4］。延安产的紫藤花与之相
比，共同成分为苯乙醇、2，3-二氢 －苯并呋喃、α-松油醇、异丁
香酚甲醚和棕榈酸苄酯等。该研究与文献的研究报道［2］有
所不同，这可能由于地理环境的差异、植物的新陈代谢不同
导致其化学成分有所变化，使得陕西延安产的紫藤花具有特
定的化学成分，因此可能会有其特定的价值，这可以为陕西
延安紫藤资源的适当开发利用提供参考。
(3)笔者利用水蒸汽蒸馏法及超声波辅助水蒸汽蒸馏法
对紫藤花挥发油出油率的最优试验条件进行摸索，得最大出
油率为 0． 32%，这与参考值 0． 60% ～0． 95%相差较大。李祖
光等对紫藤花不同花期头香成分的研究表明，花期对其成分
有较大影响，同时可能随着花朵的储藏其挥发油也会有所散
失，并且试验装置设计的合理性也是一个较大的影响因
素［3］;李兆琳等利用其设计的挥发油提取器提取了一些中草
药的挥发油结果能较好地说明这一点［11］。因此，陕西延安
产紫藤挥发油的提取分离条件值得进一步探讨。
参考文献
［1］吴江，戚行江，陈俊伟，等．多用途野生紫藤的栽培技术与开发利用
［J］．中国野生植物资源，2004，23(2):24 －27．
［2］李祖光，卫雅芳，芮昶，等．紫藤鲜花香气化学成分的研究［J］．香料香
精化妆品，2005(2):1 －3．
［3］李祖光，李建亮，曹慧，等．紫藤鲜花在不同开花期的头香成分［J］．浙
江林学院学报，2009，26(3):308 －313．
［4］李峰，傅佑丽．紫藤花油化学成分的气相色谱/质谱法分析［J］．曲阜师
范大学学报，2002，28(2):81 －83．
［5］姜艳华，樊晓晖，姜华．紫藤活性成分的提取与抑菌作用初探［J］．河南
农业科学，2009(3):60 －62，78．
［6］黄北鸥．金雀花碱有助于吸烟者戒烟［J］．国外药迅，2007(6):28．
［7］明万林．芦荟鲜叶的采摘，仓储与保鲜［J］．中国农村科技，2006(2):28．
［8］李兆琳，李海泉，薛敦渊，等．新鲜紫藤花挥发油化学成份的研究［J］．
兰州大学学报，1992，23(4):69 －73．
［9］北京农学院．棕榈酸甲酯的新用途:中国，A01N37 /02(2006． 01)I［P］．
2007 －08 －10．
［10］中国贸促会驻法国代表处．欧盟要求公布法国香水配方［N］．国际商
报，2002 －11 －28．
［11］李兆琳，薛敦渊，蔡成良，等．一种挥发油提取器的设计［J］．兰州大学
学报，1987，23(2):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
67 －75．
(上接第 17803页)
褐化情况严重，并且在不同的激素配比下，仅有从只有 3 片
幼叶的年幼植株上取的 1片幼叶成功得到少量愈伤。
通过激素配比试验，成功筛选到蜈蚣草愈伤组织诱导和
继待培养的培养基配方。从外植体诱导出愈伤组织最佳培
养基配方:1 /2 MS培养基 + 3%蔗糖 + 0． 7%琼脂 + 0． 5 g /L
PVP +0． 1 mg /L KT + 0． 5 mg /L 2，4-D;从愈伤组织诱导出
GGB和从 GGB诱导出幼苗最佳培养基配方:1 /2MS 培养基
+3%蔗糖 +0． 7%琼脂 +0． 5 g /L PVP +1. 0 mg /L KT +0． 01
mg /L 2，4-D。另外，使用 1 /2 MS 培养基 + 3%蔗糖 + 0． 7%
琼脂 +0． 5 g /L PVP +0． 5 mg /L 2，4-D做继代培养可使愈伤
组织持续增殖。
在蜈蚣草的组培中，笔者发现光照起到了很重要的作
用。在愈伤组织的诱导中，接种后必须置于避光的环境中培
养，否则会加速褐化的情况，因为光照会加速外植体的新陈
代谢，使多酚氧化酶的活性增加，导致酶促褐化;更重要的
是，在后期诱导不定芽的试验过程中，当接种 7 d后，长出的
芽状物达到约 10 mm左右时取出见光，见光后，芽状物立即
展开成细小的叶片，若过早取出，则导致分化出的芽短小而
数量少，影响产量，若超过 20 d不取出见光，会导致芽状物再
次退化为 GGB。
该研究直接以野外材料进行组织培养，相比于已有的方
法简化了试验步骤，能够在 2个月内培育出大量的种苗。
参考文献
［1］吴国芳，冯志坚，马炜梁，等．植物学(下册)［M］． 2版．北京:高等教育
出版社，1992．
［2］亢希然，范稚莲，莫良玉，等．超富集植物的研究进展［J］．安徽农业科
学，2007，35(16):4895 －4897．
［3］陈同斌，韦朝阳，黄泽春，等．砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特
征［J］．科学通报，2002，47(3):207 －210．
［4］巩振辉，申书兴．植物组织培养［M］．北京:化学工业出版社，2007．
［5］周青，刘建新，周俐．佛甲草抗疲劳作用的动物实验［J］．中国临床康
复，2005，9(47):93 －95．
［6］王小菁，李玲．植物生长调节剂在组织培养中的应用［M］．北京:化学工
业出版社，2002:42 －43．
46871 安徽农业科学 2011 年